詳解PCB設(shè)計(jì)中利用飛線手工布局和布線

一個(gè)印制板的布線是否能夠順利完成，主要取決于布局，而且，布線的密度越高，布局就越重要。幾乎每個(gè)設(shè)計(jì)者都遇到過這樣的情況，布線僅剩下幾條時(shí)卻發(fā)現(xiàn)無論如何都布不通了，不得不刪除大量或全部的已布線，再重新調(diào)整布局!合理的布局是保證順利布線的前提。

一個(gè)布局是否合理沒有絕對(duì)的判斷標(biāo)準(zhǔn)，可以采用一些相對(duì)簡單的標(biāo)準(zhǔn)來判斷布局的優(yōu)劣。

最常用的標(biāo)準(zhǔn)就是使飛線總長度盡可能短。

一般來說，飛線總長度越短，意味著布線總長度也是越短(注意：這只是相對(duì)于大多數(shù)情況是正確的，并不是絕對(duì)正確);走線越短，走線所占據(jù)的印制板面積也就越小，布通率越高。在走線盡可能短的同時(shí)，還必須考慮布線密度的問題。

如何布局才能使飛線總長度最短并且保證布局密度不至于過高而不能實(shí)現(xiàn)是個(gè)很復(fù)雜的問題。因?yàn)?，調(diào)整布局就是調(diào)整封裝的放置位置，一個(gè)封裝的焊盤往往和幾個(gè)甚至幾十個(gè)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)相關(guān)聯(lián)，減小一個(gè)網(wǎng)絡(luò)飛線長度可能會(huì)增長另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的飛線長度。如何能夠調(diào)整封裝的位置到最佳點(diǎn)實(shí)在給不出太實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際操作時(shí)，主要依靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)觀查屏幕顯示的飛線是否簡捷、有序和計(jì)算出的總長度是否最短。

飛線是手工布局和布線的主要參考標(biāo)準(zhǔn)，手工調(diào)整布局時(shí)盡量使飛線走最短路徑，手工布線時(shí)常常按照飛線指示的路徑連接各個(gè)焊盤。Protel的飛線優(yōu)化算法可以有效地解決飛線連接的最短路徑問題。

飛線的連接策略Protel提供了兩種飛線連接方式供使用者選擇：順序飛線和最短樹飛線。

在布線參數(shù)設(shè)置中的飛線模式頁可以設(shè)置飛線連接策略，應(yīng)該選擇最短樹策略。

動(dòng)態(tài)飛線在有關(guān)飛線顯示和控制一節(jié)中已經(jīng)講到： 執(zhí)行顯示網(wǎng)絡(luò)飛線、顯示封裝飛線和顯示全部飛線命令之一后飛線顯示開關(guān)打開，執(zhí)行隱含全部飛線命令后飛線顯示開關(guān)關(guān)閉。

飛線顯示開關(guān)打開后，不僅規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)飛線自動(dòng)在屏幕上顯示，而且每當(dāng)你手工調(diào)整布局移動(dòng)封裝位置時(shí)，與該封裝連接的飛線也被自動(dòng)顯示。另外，自動(dòng)顯示連接封裝飛線時(shí)， 除了與該封裝相連接的飛線顯示外，其余所有飛線都被自動(dòng)關(guān)閉。

執(zhí)行"編輯/移動(dòng)/移動(dòng)封裝"命令，如果當(dāng)前飛線顯示開關(guān)處于打開狀態(tài)，除了與該封裝相連接的飛線自動(dòng)顯示外，其余所有飛線都被自動(dòng)關(guān)閉。

當(dāng)飛線策略為"最短樹"時(shí)，飛線的起始終止點(diǎn)是變化的。 我們知道，最短樹飛線并不是按照網(wǎng)絡(luò)表中引腳的連接順序來顯示飛線的，而是根據(jù)封裝引腳的實(shí)際位置經(jīng)最短樹計(jì)算后再?zèng)Q定一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中封裝引腳的連接順序;當(dāng)一個(gè)封裝的位置發(fā)生變時(shí)，依照最短樹理論計(jì)算出的連接順序也會(huì)發(fā)生變化，也即飛線的起始和終止點(diǎn)會(huì)發(fā)生變化，因此，在"最短樹"策略下移動(dòng)封裝時(shí)，與該封裝引腳相連接的飛線會(huì)隨著封裝位置的變化而變化，這就是所謂的動(dòng)態(tài)飛線。

動(dòng)態(tài)飛線采用就近找點(diǎn)連接入網(wǎng)和保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接長度最短的飛線策略，所以，動(dòng)態(tài)飛線連同最短樹飛線總長度為我們布局時(shí)提供了相對(duì)最佳的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

具體地說：布局時(shí)，我們通過下述方式來確保動(dòng)態(tài)飛線狀態(tài)下布局的有效性。

(1)在整板范圍內(nèi)快速移動(dòng)一個(gè)封裝，如果與這個(gè)封裝連接的飛線不發(fā)生大的變化，說明與這個(gè)封裝引腳連接的電網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)數(shù)少，近于一一對(duì)應(yīng)的連接，這個(gè)封裝的位置不能任意放置并有較高的定位優(yōu)先級(jí)，參照屏幕右下角顯示的飛線長度可以找到該封裝的最佳放置位置。

(2)在整板范圍內(nèi)快速移動(dòng)一個(gè)封裝，如果與這個(gè)封裝連接的飛線變化比較大，說明與這個(gè)封裝引腳連接的電網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)數(shù)多，這個(gè)封裝不一定非固定放置在某個(gè)位置并具有較低的定位優(yōu)先級(jí)，可以按照其他一些判別準(zhǔn)則(如布局是否美觀等)并參照屏幕右下角顯示的飛線長度找到該封裝的相對(duì)最佳放置位置。

(3)移動(dòng)封裝，右下角顯示的飛線長度最小時(shí)放置的位置相對(duì)最佳。

(4)如果兩個(gè)封裝不論怎樣移動(dòng)位置其間的飛線連接關(guān)系不變，說明這兩個(gè)封裝間具有強(qiáng)的約束關(guān)系，應(yīng)優(yōu)先放置在一起;如果一個(gè)封裝不論怎樣移動(dòng)位置與某幾個(gè)封裝間的飛線連接關(guān)系不變，說明這個(gè)封裝與這幾個(gè)封裝間具有強(qiáng)的約束關(guān)系，應(yīng)優(yōu)先放置在這幾個(gè)封裝的重心或相對(duì)接近重心的位置;如果一個(gè)封裝移動(dòng)位置時(shí)飛線可以不斷變化，即總能就近找到連接結(jié)點(diǎn)，說明這個(gè)封裝與其他所有封裝間具有弱約束關(guān)系，這個(gè)封裝的位置可以最后確定并且所定的位置可以比較靈活。

動(dòng)態(tài)飛線無疑是一個(gè)功能強(qiáng)大的布局工具，但是，由于每移動(dòng)一下封裝都必須重新計(jì)算相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的最短樹，這需要一定的時(shí)間。因此，在低擋PC機(jī)或大型設(shè)計(jì)上使用動(dòng)態(tài)飛線時(shí)會(huì)感到移動(dòng)封裝不太靈活。這時(shí)，可以通過設(shè)置部分飛線模式和控制顯示飛線網(wǎng)絡(luò)的接點(diǎn)來解決這個(gè)問題。

動(dòng)態(tài)飛線狀態(tài)下移動(dòng)封裝時(shí)，按R鍵可以調(diào)整飛線的重顯頻率。重顯頻率分為5個(gè)等級(jí)，為1時(shí)飛線重顯頻率最高，適合于速度較快的機(jī)器;為5時(shí)飛線重顯頻率最低，適合于速度較慢的機(jī)器。

動(dòng)態(tài)飛線采用就近找點(diǎn)連接入網(wǎng)和保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接長度最短的飛線策略，所以，動(dòng)態(tài)飛線連同最短樹飛線總長度為我們布局時(shí)提供了相對(duì)最佳的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

具體地說：布局時(shí)，我們通過下述方式來確保動(dòng)態(tài)飛線狀態(tài)下布局的有效性。

(1)在整板范圍內(nèi)快速移動(dòng)一個(gè)封裝，如果與這個(gè)封裝連接的飛線不發(fā)生大的變化，說明與這個(gè)封裝引腳連接的電網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)數(shù)少，近于一一對(duì)應(yīng)的連接，這個(gè)封裝的位置不能任意放置并有較高的定位優(yōu)先級(jí)，參照屏幕右下角顯示的飛線長度可以找到該封裝的最佳放置位置。

(2)在整板范圍內(nèi)快速移動(dòng)一個(gè)封裝，如果與這個(gè)封裝連接的飛線變化比較大，說明與這個(gè)封裝引腳連接的電網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)數(shù)多，這個(gè)封裝不一定非固定放置在某個(gè)位置并具有較低的定位優(yōu)先級(jí)，可以按照其他一些判別準(zhǔn)則(如布局是否美觀等)并參照屏幕右下角顯示的飛線長度找到該封裝的相對(duì)最佳放置位置。

(3)移動(dòng)封裝，右下角顯示的飛線長度最小時(shí)放置的位置相對(duì)最佳。

(4)如果兩個(gè)封裝不論怎樣移動(dòng)位置其間的飛線連接關(guān)系不變，說明這兩個(gè)封裝間具有強(qiáng)的約束關(guān)系，應(yīng)優(yōu)先放置在一起;如果一個(gè)封裝不論怎樣移動(dòng)位置與某幾個(gè)封裝間的飛線連接關(guān)系不變，說明這個(gè)封裝與這幾個(gè)封裝間具有強(qiáng)的約束關(guān)系，應(yīng)優(yōu)先放置在這幾個(gè)封裝的重心或相對(duì)接近重心的位置;如果一個(gè)封裝移動(dòng)位置時(shí)飛線可以不斷變化，即總能就近找到連接結(jié)點(diǎn)，說明這個(gè)封裝與其他所有封裝間具有弱約束關(guān)系，這個(gè)封裝的位置可以最后確定并且所定的位置可以比較靈活。

動(dòng)態(tài)飛線無疑是一個(gè)功能強(qiáng)大的布局工具，但是，由于每移動(dòng)一下封裝都必須重新計(jì)算相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的最短樹，這需要一定的時(shí)間。因此，在低擋PC機(jī)或大型設(shè)計(jì)上使用動(dòng)態(tài)飛線時(shí)會(huì)感到移動(dòng)封裝不太靈活。這時(shí)，可以通過設(shè)置部分飛線模式和控制顯示飛線網(wǎng)絡(luò)的接點(diǎn)來解決這個(gè)問題。

動(dòng)態(tài)飛線狀態(tài)下移動(dòng)封裝時(shí)，按R鍵可以調(diào)整飛線的重顯頻率。重顯頻率分為5個(gè)等級(jí)，為1時(shí)飛線重顯頻率最高，適合于速度較快的機(jī)器;為5時(shí)飛線重顯頻率最低，適合于速度較慢的機(jī)器。